一种基于非平行薄膜波导的光开关

本技术涉及光开关，尤其涉及一种基于非平行薄膜波导的光开关。

背景技术：

1、光开关是一种可以实现光参量快速、可控切换的器件，在光通信以及光信息处理领域具有广泛应用，同时也是光交叉连接器和光分叉复用器的关键器件，对全光网络的实现具有重要意义。

2、按照工作原理光开关可分为电控和光控两类，虽然光控光开关拥有更高的开关速度，但目前相关技术并不成熟，且稳定性低。相比之下，电控光开关的制造工艺已经颇为完善，且应用场景更为广泛。铌酸锂晶体由于具有较大的电光系数、低的光学损耗、宽的光学透明窗口、良好的温度稳定性等优点，被广泛应用于各类光开关中。在集成和器件小型化的需求下，铌酸锂晶体逐渐被铌酸锂薄膜所取代，基于铌酸锂薄膜的光开关逐渐成为新的发展趋势。

3、但在现今研制的众多基于铌酸锂薄膜的光开关中，为了让光束按设定的轨迹传输，往往需要采用离子交换或刻蚀的方法在薄膜上构造出特定的波导结构，这无疑增加了该类光开关的制造成本和难度，影响了基于铌酸锂薄膜的光开关的推广和使用。

技术实现思路

1、本实用新型旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种基于非平行薄膜波导的光开关，降低了光开关的制造成本和难度，本实用新型采用两块薄膜波导不平行排布的结构设计，利用波导耦合以及光场干涉在横向上的不均匀性，实现光的可偏转传输。

2、本实用新型提供一种基于非平行薄膜波导的光开关，包括：

3、分光组件；

4、波导传输组件，所述波导传输组件包括对应设置的两个薄膜波导，两个所述薄膜波导对应的侧面具有设定角度，所述波导传输组件设置有一个输入端口区域以及多个输出端口区域，所述分光组件设置于所述波导传输组件的端部且连接于所述输入端口区域。

5、本实用新型基于非平行薄膜波导的光开关的进一步改进在于，所述分光组件为一分二光分路器，所述一分二光分路器具有两个输出分支，两个所述输出分支分别与对应的所述输入端口区域的薄膜波导连接。

6、本实用新型基于非平行薄膜波导的光开关的进一步改进在于，所述波导传输组件还包括分别设置于两个所述薄膜波导相互远离的侧面的包层、衬底以及衬底电极，所述包层、所述衬底以及所述衬底电极均呈平板状。

7、本实用新型基于非平行薄膜波导的光开关的进一步改进在于，两个所述薄膜波导对应所述输入端口区域之间的间距大于对应所述输出端口区域之间的间距。

8、本实用新型基于非平行薄膜波导的光开关的进一步改进在于，还包括填充于两个所述薄膜波导之间的间隔层。

9、本实用新型基于非平行薄膜波导的光开关的进一步改进在于，所述薄膜波导为z切铌酸锂薄膜。

10、本实用新型基于非平行薄膜波导的光开关的进一步改进在于，所述间隔层的折射率低于所述薄膜波导的折射率，所述间隔层由钽酸锂或氮化硅材料填充形成。

11、本实用新型基于非平行薄膜波导的光开关的进一步改进在于，还包括连接于所述输出端口区域的光信号传输器件。

12、本实用新型基于非平行薄膜波导的光开关的进一步改进在于，还包括供连接于所述波导传输组件的电源和控制器，所述控制器用以改变所述电源的输出电压。

13、本实用新型一种基于非平行薄膜波导的光开关，所述薄膜波导无需进一步加工或刻蚀额外结构，降低了光开关的制作难度，本实用新型采用两块薄膜波导不平行排布的结构设计，利用波导耦合以及光场干涉在横向上的不均匀性，实现光的可偏转传输，并应用线性电光效应对波导折射率以及耦合的调制，对光束的偏转程度和输出位置进行控制，由此实现光开关的功能。

14、本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

技术特征：

1.一种基于非平行薄膜波导的光开关，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于非平行薄膜波导的光开关，其特征在于，所述分光组件为一分二光分路器，所述一分二光分路器具有两个输出分支，两个所述输出分支分别与对应的所述输入端口区域的薄膜波导连接。

3.根据权利要求1所述的基于非平行薄膜波导的光开关，其特征在于，所述波导传输组件还包括分别设置于两个所述薄膜波导相互远离的侧面的包层、衬底以及衬底电极，所述包层、所述衬底以及所述衬底电极均呈平板状。

4.根据权利要求3所述的基于非平行薄膜波导的光开关，其特征在于，两个所述薄膜波导对应所述输入端口区域之间的间距大于对应所述输出端口区域之间的间距。

5.根据权利要求3所述的基于非平行薄膜波导的光开关，其特征在于，还包括填充于两个所述薄膜波导之间的间隔层。

6.根据权利要求5所述的基于非平行薄膜波导的光开关，其特征在于，所述薄膜波导为z切铌酸锂薄膜。

7.根据权利要求6所述的基于非平行薄膜波导的光开关，其特征在于，所述间隔层的折射率低于所述薄膜波导的折射率，所述间隔层由钽酸锂或氮化硅材料填充形成。

8.根据权利要求1所述的基于非平行薄膜波导的光开关，其特征在于，还包括连接于所述输出端口区域的光信号传输器件。

9.根据权利要求1所述的基于非平行薄膜波导的光开关，其特征在于，还包括供连接于所述波导传输组件的电源和控制器，所述控制器用以改变所述电源的输出电压。

技术总结本技术涉及光开关技术领域，尤其涉及一种基于非平行薄膜波导的光开关，该光开关包括：分光组件；波导传输组件，所述波导传输组件包括对应设置的两个薄膜波导，两个所述薄膜波导对应的侧面具有设定角度，所述波导传输组件设置有一个输入端口区域以及多个输出端口区域，所述分光组件设置于所述波导传输组件的端部且连接于所述输入端口区域。本技术提供一种基于非平行薄膜波导的光开关，降低了光开关的制造成本和难度，本技术采用两块薄膜波导不平行排布的结构设计，利用波导耦合以及光场干涉在横向上的不均匀性，实现光的可偏转传输。技术研发人员：胡毅,李佳欣,许京军受保护的技术使用者：南开大学技术研发日：20240220技术公布日：2024/9/19